钾肥,全称钾素肥料。以钾为主要养分的肥料,植物体内含钾一般占
干物质重的0.2%~4.1%,仅次于氮。钾在植物
生长发育过程中,参与60种以上
酶系统的活化,
光合作用,同化产物的运输,
碳水化合物的代谢和蛋白质的合成等过程。国内现有的钾肥产能主要集中在青海格尔木及新疆罗布泊地区。2010年,中国累计生产钾肥3967569吨(折纯),比2009年
同期增长了12.7%。按区域分钾肥产量,其中华北占4.52万吨,
同比增长41.16%;中南占32.46万吨,同比增长25.93%;西北占355.20万吨,同比增长13.45%;华东占0.01万吨,同比减少99.78%;西南占1.256万吨,同比增长6.69%;东北占3.320万吨,同比减少20.74%。
分类
肥效的大小,决定于其
氧化钾含量。主要有
氯化钾、
硫酸钾、
草木灰、
钾泻盐、
磷酸一钾(
磷酸二氢钾)等。大都能溶于水,肥效较快。并能被土壤吸收,不易流失。钾肥施用适量时,能使作物茎秆长得坚强,防止倒伏,促进开花结实,增强抗旱、抗寒、抗病虫害能力。具有钾(K或K2O)
标明量的
单元肥料就是钾肥(potash fertilizer)。能提高
土壤供钾能力和植物的钾营养水平。
具有单元素“钾”(K或K2O)标明量的是单元素含肥料(potash fertilizer);标明“钾”元素高,其它元素低也是“钾肥”。“钾肥”分二元复合钾肥、三元复合钾肥。
根据钾肥的化学组成可分为含氯钾肥和不含氯钾肥。
钾盐肥料均为
水溶性,但也含有某些其他不溶性成分。
主要钾肥品种有氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、
钾石盐、
钾镁盐、
光卤石、
硝酸钾、
窑灰钾肥。
氯化钾含
氧化钾为50%~60%。主要以光卤石,钾石盐和
苦卤为原料制成。氯化钾易溶于水,20
摄氏度时溶解度为34.7%,100摄氏度时为55.7%,是
速效性肥料,可供植物直接吸收。氯化钾
吸湿性不大,通常不会结块,
物理性质良好。便于施用
一是直接由
天然矿物和硬盐矿等制取。二是由氯化钾转化而得,世界生产的硫酸钾中70%由转化法生产。硫酸钾含氧化钾50%~54%,较纯净的硫酸钾系白色或淡黄色。菱形或六角形结晶,吸湿性远比氯化钾小,物理性状良好,不易结块,便宜施用。
影响因素
钾肥的施用除取决于土壤的供钾能力外,还受作物种类、
农业生产水平和气候及
土壤条件等因素的影响。土壤中钾的含量、形态及其转化和供钾能力是合理分配和施用钾肥的重要依据。土壤的
全钾含量变幅较大 ,一般为0.1%~3%,平均约为1%。
土壤中的钾包括3种形态:①矿物钾。主要存在于土壤
粗粒部分,约占全钾的90%左右,植物极难吸收。②缓效性钾。约占全钾的2%~8%,是土壤速放钾的给源。③速效性钾。指吸附于土壤胶体表面的代换性钾和
土壤溶液中的
钾离子。植物主要是吸收土壤溶液中的钾离子。当季植物的钾
营养水平主要决定于土壤
速效钾的含量。一般速效性钾含量仅占全钾的0.1%~2%,其含量除受耕作、施肥等影响外,还受土壤缓放性钾贮量和转化速率的控制。
作用
促进酶的活化对酶的
活化作用是钾在
植物生长过程中最重要的功能之一,现已发现钾是60多种酶的
活化剂。因此。钾同植物体内的许多代谢过程密切相关,如:光合作用、
呼吸作用和碳水化合物、脂肪、蛋白质的合成等。
促进光合作用和
光合产物的运输①提高
光合效率;②调节气孔的开闭,控制
CO2和水的进出;③促进
碳水化合物的合成,加速光合产物的流动。
促进
蛋白质合成①促进蛋白质合成的关键成份NO3的摄取和运转;②与蛋白质的合成过程密切相关。
增强植物的抗逆性钾能使作物体内可溶性
氨基酸和
单糖减少,纤维素增多,
细胞壁加厚;钾在作物根系累积产生
渗透压梯度能增强水分吸收;钾在干旱缺水时能使作物叶片气孔关闭以防水分损失。因此钾能增强作物的抗病、抗寒、抗旱、抗倒伏及抗盐能力。
改善作物
产品品质提高
粮食作物蛋白质的含量、油料作物的
粗脂肪和
棕榈酸含量、薯类和
糖料作物淀粉和糖分含量;增加纤维作物及棉花的
纤维长度、强度、细度;调整水果的
糖酸比,增加其
维生素C的含量;改善果菜的形状、大小、色泽和风味,增强其耐贮性。
农业应用
作物缺少钾肥,就会得“
软骨病”,易伏倒,常被病菌
害虫困扰钾元素常被称为“品质元素”。它对作物
产品质量的作用主要有:①能促使作物较好地利用氮,增加
蛋白质的含量,并能促进糖分和淀粉的生成;②使
核仁、种子、水果和块茎、
块根增大,形状和色泽美观;③提高
油料作物的
含油量,增加果实中
维生素C的含量;④加速水果、蔬菜和其他作物的成熟,使成熟期趋于一致;⑤增强产品抗
碰伤和自然腐烂能力,延长贮运期限;⑥增加棉花、
麻类作物纤维的强度、长度和
细度,色泽纯度。
钾可以提高作物
抗逆性,如抗旱、抗寒、抗倒伏、抗病虫害侵袭的能力。
过量施用钾肥的害处:
功能
施用钾肥能够促进作物的
光合作用,促进作物结果和提高作物的抗寒、抗病能力,从而提高农业产量。钾元素在植物体内以游离钾离子形式存在,它能促进
碳水化合物和氮的代谢;控制和调节各种矿物
营养元素的活性;活化各种酶的活动;控制养分和水的输送;保持细胞的
内压,从而防止植物枯萎。
制取
原料钾是在地壳中含量占第七位的元素。但是,它在矿石、土壤、海洋、湖泊和江河中的含量都很低。具有
经济价值的
钾盐矿,是
内陆海在
干燥条件下,蒸发水分后干涸的
沉积矿床。最主要的沉积钾
盐矿有
钾石盐(KCl、
NaCl混合物)、
无水钾镁矾(K2SO4·2MgSO4)、
钾盐镁矾(K2SO4·MgSO4·3H2O)和
光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)等。一些含钾的井水、湖水和卤水,也是钾肥原料的来源。
氯化钾 工业生产以
钾石盐矿精制加工为主,在某些
国家和地区采用光卤石为原料,少数国家从卤水提取。钾石盐矿富集和精制 由钾石盐矿富集氯化钾有
三种方法:①
浮选法,是应用最广泛和最经济的方法。其过程(见图)
钾肥是以
脂肪胺作为
浮选剂,进行多次粗选,再进入精选系统进一步精制,
底流返回粗选系统。②溶解结晶法,是利用
氯化钠和氯化钾在热水和冷水中的
溶解度不同,将氯化钾
母液加热后与钾石盐混合。此时,氯化钾全部进入溶液,而氯化钠进入溶液较少,冷却后析出氯化钾结晶,经分离、洗涤和干燥即得产品。母液
返回系统。如需制得工业用氯化钾精品,可用
再结晶的方法精制,氯化钾纯度可达到99.9%。③重液分离法,是利用氯化钠和氯化钾的密度不同,选择密度介于两者之间的
重介质,把磨细过的钾石盐矿置于其中,氯化钾上浮,氯化钠下沉,达到分离的目的。
光卤石富集和精制 光卤石资源较丰富,但因它含钾量不高(纯光卤石仅含
氧化钾17%),加工能耗较高,且大量副产
氯化镁不易处理,故在氯化钾生产中所占比例不大,其富集主要有两种工艺:①
冷溶法,含有氯化钠等杂质的光卤石矿在20~25℃下用水或
淡盐水浸取,氯化镁首先溶出,当溶液中氯化镁含量增加时,溶入的一部分氯化钾会再结晶出来。所得氯化钾是含有氯化钠的混合物,用富集钾石盐的方法进一步加工制氯化钾。②
热溶法,在约100℃水中溶解光卤石,在分离不溶物之后进行冷却结晶得氯化钾。
含钾卤水加工 含钾卤水包括含钾湖水、含钾井水和
盐田卤水等。
以色列和
约旦利用死海卤水,中国利用青海省察尔汗盐湖的卤水生产氯化钾。工艺是卤水在盐田里自然蒸发,直至约90%的氯化钠结晶出来;再将卤液移入另一组盐田,经蒸发、结晶得光卤石,再以富集光卤石的方法制取氯化钾。
硫酸钾 主要用可溶性硫酸盐
钾矿为原料,少数国家和地区用氯化钾为原料制取。硫酸盐钾矿加工
无水钾镁矾和软钾镁矾等是可溶性硫酸盐钾矿,采用与钾石盐矿富集相类似的方法进行处理即可用作肥料。制纯硫酸钾时,可以用氯化钾与可溶性
硫酸盐钾矿进行
复分解反应:
K2SO4·2MgSO4+4KCl==3K2SO4+2MgCl2
然后将溶液蒸发即可结晶出硫酸钾。
明矾石综合利用制硫酸钾、氧化铝和硫酸,在
苏联已有工业生产,在中国也有小规模生产。
明矾石矿经
磨细后,进行煅烧还原,分解出
二氧化硫,用以生产硫酸。还原物料用
碱液浸取,溶出硫酸钾和氧化铝,按
铝矾土加工的拜耳法制
氧化铝。溶液进一步蒸发、结晶和干燥,得到
硫酸钾产品。此法在有明矾石资源而缺少铝矾土资源的地方有经济价值。
由氯化钾制备 用硫酸分解氯化钾制取硫酸钾并
副产盐酸,反应分两步进行,其反应式为:
KCl+H2SO4→KHSO4+HCl (1)
KHSO4+KCl→K2SO4+HCl (2)
第一步反应是
放热反应,在约200℃下进行;第二步反应是
吸热反应,需要在600~700℃下进行。此法能耗较高,
材料腐蚀问题比较严重,只有在需要
盐酸的地区或国家用此法进行生产,如美国和
比利时。
综合利用 富集精制
钾石盐矿时,大量副产主要含有氯化钠和少量
氯化钾的废卤液,将其泵送至人工筑堤的围场内,靠自然蒸发,以结晶固化。
光卤石加工过程中还大量副产含氯化镁的废液,其处理更加困难,因为依靠自然蒸发、结晶、固化需要很长时间。在以色列用水解和
煅烧的方法处理含氯化镁的废液,生产
氧化镁和盐酸实现了工业化。氧化镁用于生产耐火材料,盐酸用于生产
磷酸。
作物症状
作物
缺钾时通常是老叶和叶缘发黄,进而变褐,焦枯似灼烧状;叶片上出现褐色斑点或斑块,但叶中部、叶脉和近叶脉处仍为绿色。随着缺钾程度的加剧,整个叶片变为红棕色或干枯状,坏死脱落;根系短而少,易早衰,严重时腐烂,易倒伏。主要作物的缺钾症状如下所述。
①
小麦:
植株呈
蓝绿色,叶软弱下披,上、中、下部叶片的
叶尖及边缘枯黄,老叶焦枯。茎秆细弱、早衰、易倒伏。
②玉米:叶片与
茎节的长度比例失调,叶片长,茎秆短,老叶尖端及边缘褐色焦枯,茎秆细小柔弱,易倒伏。
③马铃薯:生长缓慢,节间短,
叶面积缩小,小叶排列紧密,与
叶柄形成较小的夹角,叶面粗糙、皱缩并向下卷曲。早期叶片暗绿,以后变黄,再变成棕色,叶色变化由叶尖及边缘逐渐扩展到全叶,下部老叶干枯脱落,
块茎内部带蓝色。
④水稻:苗期叶片绿中带蓝,老叶软弱下披,心叶挺直,中下部叶片尖端出现红褐色
组织坏死,叶面有不定型红褐色斑点。随后老叶焦枯,早衰.稻丛披散。
叶鞘短,叶片相对长,根系发育显著受损害,谷粒缺乏光泽,不饱满。易倒伏和感染
叶斑病、
赤枯病。
⑤大豆;苗期缺钾,叶片小,叶色暗绿,缺乏光泽。中后期缺钾,老叶尖端和边缘
失绿变黄,叶脉间凸起.皱缩,叶片前端向下卷曲,有时叶柄变棕褐色,根系老化早衰。
⑥棉花:棉花缺钾初期,叶肉组织
褪绿出现黄自色的斑块。严重缺钾下部叶片焦枯似灼烧状,向卜卷曲。
棉铃小,吐絮差,
抗病性低,易早衰,产量低,品质差。
⑦油菜:叶片的尖端和边缘开始黄化,沿
脉间失绿。有褐色斑块或局部自色干枯。严重缺钾时,叶肉组织呈明显的灼烧状,叶缘出现焦枯,随之凋萎,有的茎秆表面呈现褐色条斑,病斑继续发展,使整个植株枯萎死亡。
⑧大
白菜:从下部
叶缘变褐枯死,逐渐向内侧或上部叶片发展,下部叶片枯萎,抗
软腐病及
霜霉病的能力下降。
⑨
番茄:老叶叶缘卷曲,脉间失绿,有此失绿区出现边缘为褐色的小
枯斑,以后老叶脱落,茎变粗,木质化,根细弱。果实着色不匀,背部常绿色不褪,称“绿背病”。
⑩黄瓜:植株矮化,节间短,叶片小。叶呈青铜色,叶缘渐变黄绿色,主脉下陷。后期脉间失绿严重,并向叶片中部扩展,随后叶片枯死。症状从植株基部向顶部发展,老叶受害最重。果实发育不良,易产生“大肚瓜”。
⑾
苹果:新生枝条的中下部叶片,叶缘初呈
暗紫色,而后焦枯,皱缩和卷曲。严重时几乎整株叶片呈明显的红褐色,卷曲十枯,焦灼感显著。
⑿桃:
新梢中部叶片变皱卷曲,随后坏死,症状叶片发展为裂痕、开裂,呈淡红或紫红色,小枝纤细,
花芽少。
⒀
葡萄:叶片黄色,有褐斑、坏死。褐斑可能脱落并穿孔,以后叶片变脆,
果实成熟不一致。
⒁梨:叶片呈边缘坏死或深褐色灼伤,小枝生长很弱。
施用方法
钾肥可用作
基肥,也可用作
追肥,部分品种还可以作为叶面肥,但作基肥和叶面肥施用效果为好。将钾肥用作基肥,可满足农作物
全生育期对钾元素的需求,对
生长期短的作物和明显缺钾的土壤尤为重要。对生长期长的作物如棉花可采用基施和叶面喷施相结合。对沙质土壤可采用基施和
追施相结合。钾在土壤中的
移动性介于氮、磷之间。在土壤速效钾含量低于100毫克/千克/亩即可;土壤速效钾含量在100~150毫克/千克以下,施K2O3%—5千克/亩即可,当土壤速效钾含量大于150毫克/千克时,可视作物种类不施或少施化学钾肥。
挑选方法
1、看土壤条件
从
土壤质地看,
黏质土速效钾含量往往较高,可少施或不施;
砂质土速效钾含量往往较低,应增施钾肥。
缺硫的土壤应选用硫酸钾肥;
盐碱地应施用硫酸钾肥,不应选用氯化钾肥,以避免增加土壤中
氯离子的含量。
2、看作物种类
硫酸钾适用于各种作物,尤其是马铃薯等
忌氯作物,效果比氯化钾好。对于
纤维作物,则氯化钾比较适宜。由于硫酸钾在中性和
石灰性土壤中生成
硫酸钙,而在
酸性土壤上生成硫酸,所以在中性和石灰性土壤上长期大量施用硫酸钾,要注意防止
土壤板结,应增施
有机肥料改善
土壤结构。在酸性土壤上施用硫酸钾则需增施石灰,以中和酸性。对于水田等
还原性较强的土壤,施用硫酸钾的效果不及氯化钾,主要缺点是易产生
硫化氢毒害。对于
十字花科作物和大蒜等需硫较多的作物,施用硫酸钾效果较好,应优先调配使用。氯化钾对忌氯作物不宜施用,也不宜作
种肥。由于氯化钾在酸性土壤中生成的盐酸能增强土壤酸性,有可能加强活性铁、铝的毒害作用,因此,在酸性土壤上施用氯化钾应配合施用有机肥料的石灰,以便中和酸性,减轻毒害。
3、看肥料价格
由于硫酸钾成本比较高,价格明显高于氯化钾,所以,在高效
经济作物上可选用硫酸钾,而对于一般的
大田作物除少数对氯敏感的作物及盐碱地外,则宜用较便宜的氯化钾。
4、看灌溉条件
有灌溉条件或多雨的地区,只要
土壤排水条件良好,大多数作物均可选用氯化钾肥,对产量和品种不会产生不良影响。
数据分析
中国钾肥供求缺口大,只能依靠进口满足国内需求,2011年钾肥进口折
纯量为322.7万吨。
近年,中国钾肥企业积极在海外建厂,钾肥供应将由国内供应、海外建厂供应以及与钾肥主产国进口三部分组成。随着中国对钾肥需求的不断增加,中国对钾肥进口将长期依赖,整体上来看,未来几年钾肥进口量将呈增加趋势。
供需状况
在发现
罗布泊钾盐矿床以前,中国钾资源
保有储量4.57亿吨,仅占世界储量的2.6%。全国共有可经济利用的矿床13个,保有储量仅1.64亿吨(KCl)。国产钾肥满足率仅占15%左右,每年进口钾肥(折K2O)400万吨以上,钾肥供给不足与耕地普遍缺钾之间的矛盾十分突出。随着一批
钾盐新建项目的投产和固体
钾盐矿床利用技术的突破,长期困扰中国的钾肥供需矛盾有望缓解。到2020年,若规划项目全部投产,钾肥自给率将达到50%。
市场分析
钾肥的施用除取决于土壤的供钾能力外,还受作物种类、农业生产水平和气候及土壤条件等因素的影响。土壤中钾的含量、形态及其转化和供钾能力是合理分配和施用钾肥的重要依据。土壤的全钾含量变幅较大,一般为0.1%~3%,平均约为1%。
数据显示,2014年4月份中国钾肥产量在55.7万吨,较2013年同期减少了
11.17万吨,下滑幅度达到16.7%。1-4月份中国钾肥累计产量137.9万吨,2013年前4月累计167.61万吨,同比减少29.71万吨,下滑幅度17.73%。
7月份钾肥市场难有好转,预计7月钾肥持续低迷盘稳为主。